当代机械类和动力工程类名人科学家 要详细资料
瓦特的贡献和他发明的定律；
瓦特 (1736-1819)
瓦特是世界公认的蒸汽机发明家。没发现什么定律!
他的创造精神、超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富。瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献，具有划时代的意义，它导致了第一次工业技术革命的兴起，极大的推进了社会生产力的发展。
1736年，瓦特出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个小镇格里诺克，他的父亲是一个经验丰富的木匠，祖父和叔父都是机械工匠。少年时代的瓦特，由于家境贫苦和体弱多病，没有受过完整的正规教育。他曾经就读于格里诺克的文法学校，数学成绩特别优秀，但没有毕业就退学了。但是，他在父母的教导下，一直坚持自学，很早就对物理和数学产生了兴趣。瓦特从六岁开始学习几何学，到十五岁时就学完了《物理学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重机、滑车和一些航海器械。1753年，瓦特到格拉斯哥市当徒工。由于收入过低不能维持生活，第二年他又到伦敦的一家仪表修理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学，他很快学会了制造那些难度较高的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的生活损害了他的健康，一年后，他不得不回家休养。一年的学徒生活使他饱尝辛酸，也使他练就了精湛的手艺，培养了他坚韧的个性。
1756年，当他的身体稍有好转，瓦特再次踏上了坎坷的道路来到格拉斯哥市。他想当一名修造仪器的工人，但是因为他的手艺没有满师，当时的行会不允许。幸运的是，瓦特的才能引起了格拉斯哥大学教授台克的重视。在他的介绍下，瓦特进入格拉斯哥大学当了教学仪器的工人。这所学校拥有当时较为完善的仪器设备，这使瓦特在修理仪器时认识了先进的技术，开阔了眼界。这时，他对以蒸汽作动力的机械产生了浓厚的兴趣，开始收集有关资料，还为此学会了意大利文和德文。在大学里，他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等。瓦特从他们那里学到了很多科学理论知识。1764年，瓦特与表妹玛格丽特·米勒结了婚。
1764年，学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机，在修理的过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸汽机的两大缺点：活塞动作不连续而且慢；蒸汽利用率低，浪费原料。以后，瓦特开始思考改进的办法。直到1765年的春天，在一次散步时，瓦特想到，既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。
在产生这种设想以后，瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。按照设计，冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连，使他们既能连通又能分开。这样，既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可以使汽缸内产生同样的真空，避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗，据瓦特理论计算，这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上说，瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机，但是，要把理论上的东西变为实际上的东西，把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机，还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机，但效果反而不如纽可门蒸汽机，甚至四处漏气，无法开动。尽管耗资巨大的试验使他债台高筑，但他没有在困难面前怯步，继续进行试验。当布莱克知道瓦特的奋斗目标和困难处境时，他把瓦特介绍给了自己一个十分富有的朋友--化工技师罗巴克。当时罗巴克是一个十分富有的企业家，他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。虽然当时罗巴克已近50岁，但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热情。他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许，当即与瓦特签订合同，赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。
从1766年开始，在三年多的时间里，瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难，终于在1769年制出了第一台样机。同年，瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第一项专利。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了，但它同纽可门蒸汽机相比，除了热效率有显著提高外，在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。就是说，瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。
由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想，销路并不广。当瓦特继续进行探索时，罗巴克本人已濒于破产，他又把瓦特介绍给了自己的朋友、工程师兼企业家博尔顿，以便瓦特能得到赞助继续进行他的研制工作。博尔顿当时经四十多岁，是位能干的工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏，并愿意赞助瓦特。博尔顿经常参加社会活动，他是当时伯明翰地区著名的科学社团“圆月学社”的主要成员之一。参加这个学社的大多都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。经博尔顿的介绍，瓦特也参加了圆月学社。在圆月学社活动期间，由于与化学家普列斯特列等交往，瓦特对当时人们关注的气体化学与热化学有了更多的了解，为他后来参加水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是，圆月学社的活动使瓦特进一步增长了科学见识，活跃了科学思想。
瓦特自与博尔顿合作之后即在资金、设备、材料等方面得到大力支持。瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机，由于没有显著的改进，这两台蒸汽机并没有得到社会的关注。这两台蒸汽机耗资巨大，使博尔顿也濒临破产，但他仍然给瓦特以慷慨的赞助。在他的支持下，瓦特以百折不挠的毅力继续研究。自1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后，瓦特就已看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病，而活塞只能作往返的直线运动才是它的根本局限。1781年，瓦特仍然在参加圆月学社的活动，也许在聚会中会员们提到天文学家赫舍尔在当年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周运动启发了他，也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他。他想到了把活塞往返的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作机。同年，他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置，终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。为了使轮轴的旋轴增加惯性，从而使圆周运动更加均匀，瓦特还在轮轴上加装了一个火飞轮。由于对传统机构的这一重大革新，瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机。1781年底，瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第二个专利。
由于这种蒸汽机加上了轮轴和飞轮，这时的蒸汽机在把活塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动时，多消耗了不少能量。这样，蒸汽机的效率不是很高，动力不是很大。为了进一步提高蒸汽机的效率，增大蒸汽机的效率，瓦特在发明齿轮联动装置之后，对汽缸本身进行了研究，他发现，他虽然把纽可门蒸汽机的内部冷凝变成了外部冷凝，使蒸汽机的热效率有了显著提高，但他的蒸汽机中蒸汽推动活塞的冲程工艺与纽可门蒸汽机没有不同。两者的蒸汽都是单项运动，从一端进入、另一端出来。他想，如果让蒸汽能够从两端进入和排出，就可以让蒸汽即能推动活塞向上运动又能推动活塞向下运动。那末，他的效率就可以提高一倍。1782年，瓦特根据这一设想，试制出了一种带有双向装置的新汽缸。由此瓦特获得了他的第三项专利。把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽，这是瓦特在改进纽可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃。通过这三次技术飞跃，纽可门蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机。
从最初接触蒸汽技术到瓦特蒸汽机研制成功，瓦特走过了二十多年的艰难历程。瓦特虽然多次受挫、屡遭失败，但他仍然坚持不懈、百折不回，终于完成了对纽可门蒸汽机的三次革新。使蒸汽机得到了更广泛的应用，成为改造世界的动力。
1784年，瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。1788年，瓦特发明了离心调速器和节气阀；1790年，他又发明了汽缸示工器，至此瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。
1785年，瓦特被当选为英国皇家学会会员。1814年，他被法国科学家学会接纳为外国会员。
1790年以后，优厚的专利税使瓦特成为一个很有钱的名人。1819年8月5日，瓦特在希思菲尔德郡的家里去世，遗体埋葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里。
瓦特生活在十八、十九世纪的英国，所以在他的身上不可避免的带有时代和阶级的局限。他曾经阻挠双筒蒸汽机和高压蒸汽机的发明和推广，还嘲笑别人用蒸汽机来驱动车辆的努力。
瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重要贡献、有力的推动了社会的前进。恩格斯在《自然辨证法》中这样写道：“蒸汽机是第一个真正国际性的发明……瓦特个它加上了一个分离的冷凝器，这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。”后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。
1769年，瓦特在大量试验的基础上，经过了无数次失败，终于制成了一台单动式蒸汽机，并且获得了第一台蒸汽机的专利权。
1757年瓦特到格拉斯哥大学当教学仪器修理工。那里既有完备的实验设施和各种仪器，又有许多著名学者和专家，这些都给瓦特提供了极其有利的条件。学校还专门为他创办了实验车间。1769年，瓦特在大量试验的基础上，经过了无数次失败，终于制成了一台单动式蒸汽机，并且获得了第一台蒸汽机的专利权。1782年瓦特又研制成功一种新式双向蒸汽机，并且可以广泛地应用在各种机器上；1788年，英国政府正式授予瓦特制造蒸汽机的专利证书；从1775年到1800年，瓦特和波尔顿合办的苏霍工厂，就制造出183台蒸汽机，全用于纺织业、冶金业和采矿业，到了19世纪30年代，蒸汽机推向了全世界，从此人类社会进入了“蒸汽时代”。造福于人类的发明家——瓦特永远被后人敬仰
一、机械动力学性质
1. 机械：机构、机器的总称。
（机械原理） 2.动力学：研究刚
体运动及受力关系的学科。 动力
学正问题—已知力（力矩）求运
动； 动力学反（逆）问题—已知
运动求力（力矩）。
F = ma
机械动力学：是研究机械在力作
用下的运动、 机械在运动中产生
的力（力矩）的科学。
例：
ω
M
v
F
机构组成性质：曲柄、急回。 若
已知力（力矩），当机构处于平
衡状态时，求力 矩（力） --机械
静力学问题。 若已知M、F，求
ω、v时—机械动力学。
二、机械动力学研究内容
1. 描述机械有那些基本参数 1）
机构参数：几何参数（杆长）；
物理参数（质量 m，转动惯量
J）。 2）运动参数：转角θ、
ω、α、s、v、a。 3）力矩M、力
F。
2. 内容 1）已知机械的物理、几
何参数进行动力学分析。 a、已
知力求运动；b、已知力求运
动。 可表示为：f ( F , M ) g (l , m,
J , v, a, ω , α ) 2）已知运动、受力
求结构 这是机械设计研究问题，
一般实际做法是先 设计后校核，
少数情况是直接求设计参数。
例：求支点最佳位置。
如果梁静止为静力学问题； 如果
梁有惯性运动为动力学问题。
q
3）具体章节内容 单自由度运动
学方程的建立 二自由度运动学方
程的建立，如差动轮系、五杆机
构 多自由度运动学方程的建立，
如机械手臂、机器人等
理想情况下（无摩擦变形等） 考
虑摩擦，如铰链、关节处摩擦 考
虑弹性变形，如杆变形、并联柔
性机器人 变质量问题，如推土机
工作过程、火箭发射过程 有间隙
情况下动力学研究，不详讲述
三、 研究对象--以机械为研究对
象
三大典型机构 连杆机构 凸轮机
构 齿轮机构 组合机构
四、其它
1. 学习机械动力学目的、意义 学
习动力学分析问题的思想和基本
方法，能够 解决一般动力学问
题。 2.教材（见前言） 3.考核方
式 开卷。
第一章 单自由度的机械系统动力
学分析
§1-1 利用动态静力法进行动力学
分析 一、思路
动静法：根据达朗贝尔原理将惯
性力计入静力平衡 方程，求出为
平衡静载荷和动载荷而需在原动
件上 施加的力（力矩）。平衡方
程包括：惯性力、载荷、 约束反
力和驱动力（力矩）。 ※用静力
平衡方程解决动力学问题 基本方
程为： F = ma M = Jα
M 1 (驱) 解：利用动静法拆开机
构 轮1：有反作用力R，惯性力
矩 J11 轮2：有反作用力R，惯性
力矩 J 2 2 则有方程： M Rr J = 0
1 1 1 1 M 2 Rr2 J 22 = 0
二、典型实例 例1：已知：z1 ,
z2 , J! , J 2 , M 1 , M 2 求：角加速
度 1
r1 r2
M 2 (阻)
得
M 1 M 2 ( z1 / z2 ) 1 = J1 + J 2
( z1 / z2 ) 2
结论：1、加惯性力（力矩） 2、
约束反力 3、
详细可以去百度文库找，，
专业就是机械化工程之类的，，主要是工程，
1、机械制图与CAD(194学时，机械测绘1周，CAD实训1周)
主要讲授投影作图和机械制图等内容，使学生掌握正确正投影法的基本原理和基本方法，熟悉机械制图国家标准。培养学生具有一定的图示能力，读图能力，空间形体的想象能力，熟练运用计算机绘图，掌握一种计算机辅助绘图软件的应用。
2、工程力学（90学时）
主要讲授静力学、运动学、动力学和材料力学。静力学和运动学部分，使学生认识物体机械运动的基本规律，学会运用这些规律和方法分析、解决工程实际中的力学问题；材料力学部分，使学生掌握杆件强度、刚度和稳定性等方面的知识。
3、机械设计基础（66学时，课程设计3周）
主要讲授常用机构的运动与动力分析、常用机械零件的设计等内容。本课程使学生掌握常用机构，具有分析机械运动和动力性能的能力；掌握通用机械零件的知识，具有分析、选用和设计机械零部件及机械传动装置的能力和查阅、运用有关资料的能力。
3、金属工艺学（66学时，金工实习5周）
本课程主要讲授金属材料来源，力学性能，晶体结构钢的热处理，常用工程材料、铸造、锻压和焊接等内容。使学生了解机械零件毛坯各种成形方法特点和应用；掌握常用工程材料的性能及金属热处理方法；具有选用材料、毛坯及分析毛坯结构工艺性的能力。
4、电工学与工业电子学（90学时，电工实训2周）
电工学部分主要讲授直、交流电路及常用电机、电器设备的应用知识。使学生了解常用电机、电器的工作原理，能看懂电器、接触器控制线路原理图。学会使用万用表示波器等常用仪表和选用常规电器元件，并能装调一般的控制电路。
5、公差配合与测量技术（44学时，大作业1周）
本课程公差部分主要讲授光滑圆柱公差配合、形位公差，表面粗糙度和圆锥度结合，螺纹结合，键联接，圆柱齿轮等公差及直线尺寸链等内容。通过大型作业综合训练，使学生掌握公差配合的概念；了解有关公差标准的规定。
参考资料来源：百度百科-机械专业
课程代码：X020509
学分/学时：2.0 /54
开课时间：秋
课程名称：机械动力学
开课学院：机械与动力工程学院
任课教师：郭为忠
面向专业：机械学·机械工程各专业
预修课程：机械原理, 理论力学,,材料力学
课程内容简介：
中文：该课程为机械工程研究生选修课，介绍机械动力学的基本知识，包括转子动力学、机构平衡、凸轮机构动力学、运动弹性动力学、机械系统动力学、多刚体动力学等。该课程有助于学生理解、分析并改进现代机器的动态性能。
英文：This course is an elective course for graduate students. It provides an introduction to the basic knowledge of mechanical dynamics. The dynamics of the rotors, the balancing of the mechanisms, the cam dynamics, the kineto-elasto dynamics, the dynamics of mechanical systems, and multi-rigid-body dynamics are included. It helps the students understand, analyze and improve the dynamic performances of modern machines.
教学大纲：
Week 1 绪论
Week 2平面机构的平衡
Week 3单自由度机械系统动力学
Week 4多自由度机械系统动力学
Week 5计算多体动力学简介
Week 6回转体机械动力学
Week 7连杆机构弹性动力学
Week 8凸轮机构弹性动力学
Week 9机械系统弹性动力学
经过多年的完善与发展，人们将机械定义成为机器与机构的总称，把执行机械运动、用来变换或传递能量、物料与信息的装置称为机器；把用来变换或传递运动与动力的、用运动副连接的、且有一个构件为机架的构件系统称为机构。这使机械的定义更加科学化。机械就是将已有的机械能或非机械能转换成便于利用的机械能，以及将机械能变换为某种非机械能或用机械能来做一定工作的装备或器具。前一类机械包括风力机、水轮机、汽轮机、内燃机、电动机、气动马达、液压马达等，统称为动力机械；第二类机械包括发电机、热泵、液压泵、压缩机等，这些机械统称为能量变换机械；第三类机械是利用人、畜或动力机械所提供的机械能以改变工作对象（原料、工件或工作介质）的物理状态、性质、结构、形状、位置等的机械，例如，制冷装置、造纸机械、粉碎机械、物料搬运机械等，这类机械统称为工作机械。各种机械的共同特征是：都是人类制造的实体组合；其组成件之间有确定的相对运动和力的传递；能够进行机械能的转换或机械能的利用。机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（即人、资金、能量、材料和机械）之一，并且能量和材料的生产必须有机械的参与。
机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中积累的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的一门应用学科。
机械工业自18世纪英国的产业革命开始，经过三个世纪的发展，已经成为一个门类众多的工业部门。通常可划分为一般机械、电工和电子机械、运输机械、精密机械和金属制品五大行业。一般机械包括动力机械、拖拉机和农业机械、工程机械、矿山机械、金属加工机械、工业设备、通用机械、办公机械和服务机械等，是构成工业生产力的重要基础；电工和电子机械包括发电、输配电子设备和工业用电设备、电器、电线电缆、照明设备、电信设备、电子元件、电子计算机、电视机、收音机等，电是现代化社会不可缺少的二次能源，以计算机为基础的自动化技术肩负着改造传统生产方式的任务；运输机械包括汽车、铁路机车和车辆、船舶、飞机与航天设备等；精密机械包括科学仪器、计量仪器、光学器械和钟表等，仪器仪表是观察、测量客观对象，取得和处理信息的重要手段，现代科学和现代工业与之有着密不可分的关系；金属制品包括金属结构、容器、铸件、锻件、冲压件、紧固件等，也是机械工业不可缺少的基础部门之一。
1、机械制图：主要讲授投影作图和机械制图等内容，使学生掌握正确正投影法的基本原理和基本方法，熟悉机械制图国家标准。培养学生具有一定的图示能力，读图能力，空间形体的想象能力。
2、静力学和运动学：使学生认识物体机械运动的基本规律，学会运用这些规律和方法分析、解决工程实际中的力学问题；材料力学部分，使学生掌握杆件强度、刚度和稳定性等方面的知识。
3、机械设计基础：主要讲授常用机构的运动与动力分析、常用机械零件的设计等内容。本课程使学生掌握常用机构，具有分析机械运动和动力性能的能力；掌握通用机械零件的知识，具有分析、选用和设计机械零部件及机械传动装置的能力和查阅、运用有关资料的能力。
4、电工学与工业电子学：电工学部分主要讲授直、交流电路及常用电机、电器设备的应用知识。使学生了解常用电机、电器的工作原理，能看懂电器、接触器控制线路原理图。
